專利名稱：荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置的制作方法
技術領域：
荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置技術領域[0001]本實用新型涉及的是一種試驗裝置，具體地說是混凝土的試驗裝置。
背景技術：
[0002]實際工程中混凝土的劣化失效通常是多重破壞因素耦合作用的結果，根據單一因素作用研究分析混凝土耐久性問題難以準確反應工程實際。因此，建立模擬真實環境-應力狀態下的多因素耦合試驗方法，研究多因素耦合作用下混凝土的性能的退化規律破壞機理及防護措施具有十分重要的意義。[0003]目前國內外已經有關于壓應力及多因數耦合作用下混凝土耐久性試驗加載裝置類似的設計，并有對于該技術研究和分析的文獻報道；如中國水利科學研究院的裝置為研究混凝土受彎應力的裝置，采用應力扳手擰螺帽給試件加載，而眾所周知，混凝土受拉極限承載力大約為受壓極限承載力的1/20，該裝置如果換成給受壓混凝土加載，螺母受的力要大的多，經常松緊螺母必然會使螺紋磨損從而降低裝置使用壽命和試驗精度；哈爾濱工業大學鄒超英公布了一套針對受壓混凝土設計的的裝置，為了使得整個夾具與試件正好能放入現有的快速凍融循環機所配套的試件盒里使用，將壓板的面積設計為標準試件的截面面積(IOOmmX IOOmm的正方形)，而試件采用了非標準件(截面為Φ 100的圓),從而利用多余的空間安放拉桿，所以拉桿直徑受限制，其結果是要么使用強度高但不可重復使用的高強螺栓，要么僅適用于設計強度較低的受壓混凝土試件；我國實用新型專利CN101979990A公布了一套可以一個加載裝置對應多個夾具的裝置，降低了成本，但其仍然僅適用于受彎試件，換成受壓試件時其加載裝置處螺桿上的螺紋仍會產生較大的磨損；我國實用新型專利 CN2449222Y公布了一種原位壓力機，其主要通過千斤頂、高強拉桿及上下兩鋼板的相互作用給置于其內的磚砌體加載，從而實現在現場測量砌體抗壓強度的作用。但其僅僅是對于砌體抗壓強度的現場測量裝置，與混凝土耐久性加載試驗并無關系。發明內容[0004]本實用新型的目的在于提供便于操作并適于在同時受壓、受彎及多因數耦合作用的荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置。[0005]本實用新型的目的是這樣實現的[0006]本實用新型荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置，其特征是包括壓力機、夾具、傳感器組件、試件盒，混凝土試件和傳感器組件安裝在夾具里，夾具安裝在壓力機里，試件盒套在壓力機外面；壓力機包括壓力機上壓板、壓力機下壓板、壓力機拉桿、千斤頂，壓力機拉桿安裝在壓力機上壓板和壓力機下壓板之間，千斤頂安裝在壓力機下壓板上， 壓力機上壓板上設置第一圓環狀金屬套筒，千斤頂上設置第二圓環狀金屬套筒；夾具包括主夾具和側夾具，主夾具包括主夾具上壓板、主夾具下壓板、主夾具拉桿，主夾具拉桿安裝在主夾具上壓板和主夾具下壓板之間，主夾具上壓板上設置與第一圓環狀金屬套筒相配合的第一金屬環，主夾具下壓板上設置與第二圓環狀金屬套筒相配合的第二金屬環，側夾具包括側夾具左壓板、側夾具右壓板、側夾具拉桿，側夾具拉桿安裝在側夾具左壓板和側夾具右壓板之間，側夾具左壓板上設置第一組距離為IOcm的兩個半圓柱金屬條，側夾具右壓板上設置第二組距離為30cm的兩個半圓柱金屬條，混凝土試件的上下端面緊貼主夾具的上壓板和下壓板，混凝土試件的兩個側面緊貼側夾具的左壓板和右壓板；傳感器組件包括傳感器支架、傳感器，傳感器通過傳感器支架安裝在夾具上壓板和夾具下壓板之間。[0007]本實用新型的優勢在于本實用新型結構簡單、操作方便，可以模擬實際工程中應力、化學侵蝕、干濕循環或凍融循環共同作用于混凝土構件的真實工況，從而使實驗室測得的數據更具有工程參考價值[0008]I、加載完成，夾具定位后的試件既可以進行室外暴露試驗，也可配合對應的試件盒進行室內的快速凍融循環試驗。[0009]2、在配合對應的試件盒進行室內的快速凍融循環試驗時，可與現有的快速凍融循環機配套使用。[0010]3、能對試件提供一個同時受壓、受彎及多因數耦合作用的實驗環境。[0011]4、由于拉桿直徑不受限制，故夾具極限承受力可在一定程度上增大，從而能適用與有更高強度設計的試件。[0012]5、夾具加載時由壓力機和傳感器的控制和矯正，增加了加載精度，且一個壓力機和傳感器可對應多個夾具，以便于定期調整夾具，防止拉桿應力松弛，且避免了壓力機和傳感器受有害物質侵蝕，從而提高了裝備使用效率，降低了成本。


[0013]圖I是本實用新型荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置的外觀透視圖；[0014]圖2是本實用新型荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置中壓力機的外觀透視圖；[0015]圖3是本實用新型荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置中壓力機的正立面圖；[0016]圖4是本實用新型荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置中側夾具的外觀透視圖；[0017]圖5是本實用新型荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置中側夾具的正立面圖；[0018]圖6是本實用新型荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置中主夾具側夾具和混凝土試件的外觀透視圖；[0019]圖7是本實用新型荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置側夾具和混凝土試件的正立面圖；[0020]圖8是本實用新型荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置中試件盒的外觀透視圖；[0021]圖9是本實用新型荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置中試件盒件的正立面圖；[0022]圖10是本實用新型荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置中傳感器組件的裝配結構示意圖。
具體實施方式
[0023]
以下結合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述[0024]結合圖I 10，本實用新型荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置由壓力機I、主夾具2、試件盒3、傳感器組件4、側夾具5五個部分組成。
以下結合附圖對本實用新型各個部件的連接方式及其作用闡述如下[0025]壓力機I包括一個上壓板6，一下個壓板7，下壓板7中央放置有分離式液壓千斤頂10，兩壓板由四個拉桿9及8個螺帽8連接(參見圖2);主夾具2包括兩個一樣的壓板15，兩壓板由四個拉桿17及8個螺帽18連接(參見圖6);側夾具5包括包括一個左壓板 13，一右個壓板12，兩壓板由四個小拉桿11及8個小螺帽14連接；傳感器組件4由一傳感器支架21及一個千分表或傳感器20組成。[0026]壓力機I的上下壓板5和7為相同面積的矩形金屬板材制成，壓力機I的上下壓板6和7為相同面積的矩形金屬板材制成，兩壓板四個角相應位置均做有貫通的孔道，上壓板6中央固定有一個圓環狀金屬套筒。(參見圖2、圖3)。主夾具2中兩個一樣的上下壓板 15為相同面積的矩形金屬板材制成，兩壓板四個角相應位置均做有貫通的孔道，主夾具2 壓板15的面積比壓力機I的兩壓板6和7的面積小，且其一個表面上還設有四個螺孔。(參見圖6、圖7)。側夾具5的左右壓板13和12為相同面積的矩形金屬板材制成，兩壓板四個角相應位置均做有貫通的孔道，左壓板13的一表面中央位置上固定有兩個與矩形金屬板短邊平行的半圓柱金屬條，兩金屬條相距10cm，右壓板12的一表面中央位置上固定有兩個與矩形金屬板短邊平行的半圓柱金屬條，兩金屬條相距30cm。拉桿9、17及小拉桿11為圓柱形拉桿，兩端均車有螺紋，其螺紋分別與螺帽8、18及小螺帽14上螺紋相匹配，拉桿上車有螺紋區域的最大直徑比沒車螺紋區域的直徑要略小，拉桿直徑的差異形成了一個臺階， 從而使得壓力機I或主夾具2的上壓板在不工作的時候不會順著拉桿降下來(參見圖2)。 試件盒3是由電鍍鐵皮或不銹鋼板或橡膠板制成的上不封口的六面體槽，槽的底面積比壓板15的矩形面積稍大，槽高可取41-53cm內任意一值(參見圖8、圖9)。傳感器支架21主體為一根方管，其底部固定在一矩形金屬板上，金屬板四個角上均有圓孔，圓孔大小和位置與主夾具2中壓板15表面螺孔的大小和位置一致，方管頂部側面向外凸出一部分使其從側面看呈倒“L”型，凸出部分為實心金屬制，其上表面設有一向下貫通的孔道，側表面設有一帶螺紋的貫通孔道，孔道上設有螺栓22 (參見圖10)。[0027]使用時先按四點彎曲試驗規范在混凝土試件19的相應受力處畫上記號，使側夾具5中左壓板13和右壓板12上的半圓柱金屬條與混凝土試件19上相應記號處相互接觸， 兩側壓板的四個角裝上小拉桿11及小螺帽14，使用扭力扳手擰緊小螺帽14使得混凝土試件19的受彎應力達到其實驗設計值，之后將混凝土試件19放入主夾具2中央位置，將傳感器支架21底部金屬板四個角上的圓孔與主夾具2中壓板15表面的四個螺孔對齊，擰上螺絲將兩者固定，千分表或傳感器20非觸頭的一邊插入傳感器支架上表面的貫通的孔道，另一邊與主夾具2中另一壓板15接觸，在擰緊螺栓22之后將以上整體放入壓力機I內，然后操作油泵帶動分離式液壓千斤頂10，使主夾具2加載到設計值，擰緊螺母18后卸掉千斤頂 10的壓力，觀察千分表或傳感器20的讀數變化，再重新用千斤頂10加載到千分表或傳感器 20讀數發生反向變化以后擰緊螺母18卸掉千斤頂10的壓力，重復此過程多次只到卸掉千斤頂10的壓力后千分表或傳感器20讀數與第一次加載前的讀數一樣，然后整體移出壓力機1，取下千分表或傳感器20，在拉桿17和螺帽18、小拉桿11和小螺帽14接觸處涂一層密封膠，最后整體可移到室外進行暴露試驗，也可放入對應的試件盒3中，再全部放入快速凍融循環試驗機內進行快速凍融循環試驗，卸載時用工具割掉主夾具2及側夾具5上的密封膠，再將主夾具2放回壓力機I內，然后操作油泵帶動分離式液壓千斤頂10，使主夾具2加載到設計值，擰松螺母18后卸掉千斤頂10的壓力，再將混凝土試件19和側夾具5整體移出壓力機1，用扳手擰松側夾具5上的小螺帽14，取出混凝土試件19。進行暴露試驗時，每暴露一段時間主夾具2及側夾具5要重復一次卸載和加載的過程，如有地方出現銹蝕跡象要及時涂油漆。
權利要求1.荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置，其特征是包括壓力機、夾具、傳感器組件、試件盒，混凝土試件和傳感器組件安裝在夾具里，夾具安裝在壓力機里，試件盒套在壓力機外面；壓力機包括壓力機上壓板、壓力機下壓板、壓力機拉桿、千斤頂，壓力機拉桿安裝在壓力機上壓板和壓力機下壓板之間，千斤頂安裝在壓力機下壓板上，壓力機上壓板上設置第一圓環狀金屬套筒，千斤頂上設置第二圓環狀金屬套筒；夾具包括主夾具和側夾具，主夾具包括主夾具上壓板、主夾具下壓板、主夾具拉桿，主夾具拉桿安裝在主夾具上壓板和主夾具下壓板之間，主夾具上壓板上設置與第一圓環狀金屬套筒相配合的第一金屬環，主夾具下壓板上設置與第二圓環狀金屬套筒相配合的第二金屬環，側夾具包括側夾具左壓板、側夾具右壓板、側夾具拉桿，側夾具拉桿安裝在側夾具左壓板和側夾具右壓板之間，側夾具左壓板上設置第一組距離為IOcm的兩個半圓柱金屬條，側夾具右壓板上設置第二組距離為30cm的兩個半圓柱金屬條，混凝土試件的上下端面緊貼主夾具的上壓板和下壓板，混凝土試件的兩個側面緊貼側夾具的左壓板和右壓板；傳感器組件包括傳感器支架、傳感器，傳感器通過傳感器支架安裝在夾具上壓板和夾具下壓板之間。
專利摘要本實用新型的目的在于提供荷載與多因數耦合作用下混凝土試驗加載裝置，包括壓力機、夾具、傳感器組件、試件盒，混凝土試件和傳感器組件安裝在夾具里，夾具安裝在壓力機里，試件盒套在壓力機外面。本實用新型結構簡單、操作方便，可以模擬實際工程中應力、化學侵蝕、干濕循環或凍融循環共同作用于混凝土構件的真實工況，從而使實驗室測得的數據更具有工程參考價值。
文檔編號G01N3/02GK202814778SQ20122031031
公開日2013年3月20日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者毛繼澤, 喻虎, 劉宗民, 溫家寶, 孫超, 周鵬 申請人:哈爾濱工程大學